14%20Niszczenie%20materialow.pdf

NISZCZENIE MATERIAŁÓW

PODCZAS EKSPLOATACJI

Niszczenie materiałów podczas eksploatacji (degradacja

środowiskowa materiałów) – degradacja stanu, mikrostruktury i

właściwości materiałów w wyniku działania naprężeń, aktywnych

chemicznie środowisk, temperatury i czasu.

Niektóre rodzaje niszczenia materiałów metalowych:

•pod wpływem naprężeń: pękanie, zmęczenie , erozja

• w wyniku działania aktywnych chemicznie środowisk: korozja

elektrochemiczna równomierna i niektóre rodzaje selektywnej,

korozja chemiczna, niszczenie wodorowe w niskich

temperaturach

•pod wpływem podwyższonej temperatury: kruchość

odpuszczania, przemiany fazowe w materiałach

• w wyniku współdziałania wysokiej/podwyższonej temperatury:

pełzanie

• w wyniku współdziałania aktywnych chemicznie środowisk i

naprężeń: korozja naprężeniowa, korozja zmęczeniowa, korozja –

PĘKANIE METALI

Konstrukcje nieprawidłowo zaprojektowane z punktu

odkształcenia sprężystego, jak i plastycznego mogą ulec

zniszczeniu w wyniku pękania, tak jak to ma miejsce np. w

wypadku rozciąganej próbki materiału, która po przekroczeniu

pewnej wartości obciążenia ulega rozerwaniu na dwie części.

Rozróżnia się 2 zasadnicze sposoby zniszczenia: kruchy i

ciągliwy.

Materiały kruche, np. żeliwo, stale zahartowane ulegają

zniszczeniu po przekroczeniu pewnej wielkości odkształceń

sprężystych, lecz bez widocznych odkształceń plastycznych;

powstające pęknięcia noszą nazwę kruchych.

Materiały sprężysto-plastyczne, np. stale wyżarzone, stopy

miedzi i aluminium przy statycznym rozciąganiu lub zginaniu

gładkich próbek bez karbów ulegają zniszczeniu dopiero po

znacznym odkształceniu plastycznym. Pęknięcia nazywane są

ciągliwymi.

W wypadku pęknięć kruchych powierzchnia złomu (przełomu) jest

płaska, ma wygląd ziarnisty, o metalicznym połysku

poszczególnych ziaren, a w wypadku ciągliwych – powierzchnia

złomu jest matowa lub włóknista, odkształcona plastycznie.

Powierzchnie przełomów próbek udarnościowych: a) 10 %

przełomu ciągliwego, b) 100 % przełomu ciągliwego

Zniszczenie obciążonego materiału powstaje w wyniku

zarodkowania pęknięć i ich rozprzestrzeniania się.

Zarodkowanie pęknięć w ciałach krystalicznych związane jest z

odkształceniem plastycznym. Uruchomione dyslokacje są

blokowane na przeszkodach – granicach ziaren, wydzieleniach,

przecinających się płaszczyznach poślizgu. Spiętrzenie dyslokacji

na przeszkodach wywołuje silną koncentrację naprężeń, które

działają jak klin rozdzielający materiał. Dla pokonania sił spójności

materiału liczba dyslokacji powinna być dostatecznie duża.

W wypadku materiału kruchego, istniejąca wada lub

zapoczątkowane pęknięcie powoduje złom elementu w sposób

gwałtowny.

W materiałach sprężysto-plastycznych zniszczenie powstaje w

wyniku tworzenia się mikropustek i ich łączenia się w jedną

całość. Taki rodzaj niszczenia ma miejsce przy znacznych

odkształceniach plastycznych, a praca zniszczenia jest duża. Nie

jest on niebezpieczny dla konstrukcji , gdyż zanim dojdzie do

zniszczenia, najpierw pojawi się odkształcenie plastyczne

powodujące rozładowanie naprężeń w miejscach ich koncentracji.

Dla dalszego odkształcenia plastycznego potrzebny jest wzrost

siły zewnętrznej wymuszającej dalsze odkształcenie i ewentualny

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: